UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CATANIA
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CATANIA
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche, Naturali
Corso di Laurea Specialistica in Fisica
CURRICULUM ASTROFISICA E FISICA DELLO SPAZIO
Anno Accademico 2011-2012
PROGRAMMA DEL CORSO DI ASTRONOMIA
Prof. Gaetano Belvedere
Dipartimento di Fisica e Astronomia (Sezione Astrofisica)
MODULO 1:
SISTEMI DI RIFERIMENTO E MISURA DEL TEMPO IN ASTRONOMIA
1.IL SISTEMA DI RIFERIMENTO ORIZZONTALE
Sfera celeste – Moto diurno degli astri - Polo celeste – Coordinate alto-azimutali - Altezza del
Polo celeste sull’orizzonte e latitudine geografica – Transito di un astro al meridiano – Altezza
massima e minima di un astro sull’orizzonte – Stelle circumpolari – Stelle non visibili.
2. I SISTEMI DI RIFERIMENTO EQUATORIALI
Angolo orario e declinazione – Punti gamma e delta – Precessione degli equinozi - Ascensione
retta e declinazione – Triangoli sferici e formule di passaggio dal sistema orizzontale a quelli
equatoriali e viceversa .
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3. MISURA DEL TEMPO
Tempo siderale - Tempo solare medio – Tempo solare vero – Equazione del tempo – Calcolo
dell’istante di levata, culminazione e tramonto di un astro – Calcolo delle coordinate altoazimutali di un astro a un dato istante - Anno siderale – Anno tropico.
MODULO 2:
MECCANICA CELESTE
1. MOTI PLANETARI
Moto apparente dei pianeti – Periodo siderale e periodo sinodico – Parallasse diurna –
Misura indiretta della parallasse solare.
2. ELEMENTI DI MECCANICA
Dinamica del punto materiale – Dinamica dei sistemi – Leggi di conservazione – Teorema del
viriale - Leggi di Keplero – Dinamica della precessione degli equinozi.
3. PARAMETRI ORBITALI
Parametri orbitali e costanti del moto – Determinazione dell’eccentricità dell’ orbita della Terra –
Effetto Doppler e aberrazione della luce – Determinazione della velocità orbitale media della
Terra.
MODULO 3:
TEORIA DELLA RADIAZIONE – MAGNITUDINI STELLARI –
PARALLASSE STELLARE – PARAMETRI STELLARI – DIAGRAMMA H-R
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1. TEORIA DELLA RADIAZIONE
Intensità e flusso di radiazione – Intensità media da un disco stellare – Legge dell’inverso del
quadrato della distanza – Emissione e assorbimento di radiazione – Equazione del trasporto e sua
soluzione – Equilibrio termodinamico e corpo nero – Distribuzione di Planck.
2. MAGNITUDINI STELLARI
Flusso di radiazione emesso da una stella – Magnitudini apparenti – Indici di colore Temperatura efficace – Temperatura di brillanza – Temperatura dal colore – Magnitudini assolute
– Luminosità stellare – Effetto dell’assorbimento interstellare.
3. PARALLASSE STELLARE
Parallasse annua – Definizione del parsec – Anno luce.
4. PARAMETRI STELLARI
Temperatura efficace – Flusso e luminosità – Raggio – Massa – Gravità superficiale – Relazione
massa-luminosità.
5. DIAGRAMMA H-R
Diagramma di Hertzsprung-Russell – Spettri stellari – Diagrammi magnitudine-colore –
Classi di luminosità – Ruolo di T e g – Parallasse spettroscopica – Cenni di evoluzione stellare.
e
MODULO 4:
SISTEMI BINARI E DETERMINAZIONE DELLE MASSE STELLARI
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1. SISTEMI BINARI
Binarie visuali e determinazione delle masse stellari – Moto attorno al centro di massa –
Terza legge di Keplero – Unità di misura fisiche e astronomiche – Binarie astrometriche e
funzione di massa – Binarie spettroscopiche, effetto del sin i e funzione di massa –Binarie ad
eclisse.
MODULO 5:
FISICA ATOMICA ED ATMOSFERE STELLARI
1. FISICA ATOMICA
Livelli energetici atomici – Assorbimento ed emissione di fotoni – Costante di Rydberg – Numeri
quantici – Spettro dell’atomo d’idrogeno – Equazioni di Boltzmann e Saha – Determinazione
dell’energia di un livello.
2. ATMOSFERE STELLARI
Atmosfera a piani paralleli – Temperatura efficace e gravità superficiale – Variazione della
pressione, della densità e della temperatura con la profondità – Spettro continuo e di righe –
Allargamento delle righe spettrali – Coefficiente di assorbimento nel continuo e nelle righeCurve di accrescimento e misura delle abbondanze stellari.
MODULO 6:
STRUTTURA STELLARE E PRODUZIONE DI ENERGIA
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1. STRUTTURA STELLARE
Equazione dell’equilibrio idrostatico – Equazione del trasporto di energia radiativo e convettivo –
Equazione di conservazione della massa – Equazione di conservazione dell’energia – Equazione
di stato – Tasso di produzione di energia – Opacità - Determinazione della variazione radiale
delle grandezze fisiche – Condizioni al contorno – Modelli stellari.
2. PRODUZIONE DI ENERGIA NELLE STELLE
Processi nucleari - Interazione debole – Interazione forte – Fusione termonucleare - Conversione
massa-energia - Catena protone-protone – Ciclo del carbonio.
MODULO 7:
LA GALASSIA
1. STRUTTURA E COMPOSIZIONE DELLA GALASSIA
Dimensioni, forma e struttura della Galassia – Popolazioni stellari – Statistica stellare - Funzione
di luminosità – Ammassi aperti – Ammassi globulari – Distribuzione della materia interstellare Materia oscura – Il centro della Galassia.
2. CINEMATICA E DINAMICA DELLA GALASSIA
Coordinate galattiche - Moto proprio delle stelle – Parallassi statistiche – Local Standard of Rest
- Rotazione della Galassia - Costanti di Oort – Funzione di distribuzione di massa e massa totale
della Galassia.
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